列管式换热器

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说明列管式换热器的基本结构。

列管式换热器是一种常用的换热设备，用于在两种流体之间进行热交换。

它包括一个装有若干列相互平行的管子的管壳，流体在这些管子内循环。

列管式换热器的基本结构如下：
1. 管壳：这是换热器的外壳，用于安装管子和支撑结构。

2. 管子：管子是换热器的核心部分，流体在管子内进行循环。

管子可以是圆
管或扁平管，也可以是其他形状。

3. 传热介质：传热介质是换热器中的流体，负责在两种流体之间进行热交换。

传热介质可以是水、油或其他流体。

4. 进出口：进出口是换热器的流体进出的地方，一般分别为两个端口。

5. 内外网：内网和外网是换热器的两个部分，分别装有流体。

内网的流体为
传热介质，外网的流体为要进行热交换的流体。

6. 支撑结构：支撑结构是换热器的辅助部分，起到支撑作用。

支撑结构可以
是支撑架、支脚或其他形式。

总的来说，列管式换热器是一种常用的换热设备，它由管壳、管子、传热介质、进出口、内外网和支撑结构等部分组成。

列管式换热器可以用于在两种流体之间进行热交换，并且具有较高的换热效率。

它的结构简单，易于操作和维护，因此在工业、建筑、交通等领域广泛应用。

列管式换热器的传热效率

列管式换热器的传热效率引言换热器作为热工学中的重要设备，广泛应用于许多领域中，其中列管式换热器是常见的一种类型。

本文将重点讨论列管式换热器的传热效率，并着重探讨其中的关键因素。

1.列管式换热器概述列管式换热器是一种将两个流体通过一系列管道进行热交换的设备。

其基本原理是利用管道中的流体与外部流体接触，通过传导、对流和辐射等方式，实现热量的传递。

列管式换热器通常由管束和外壳两部分组成，其中管束中的管道为热交换的主要区域。

2.传热效率的定义传热效率是指换热器实际传递的热量与理论上最大可能传递的热量之比。

传热效率一般用ϵ表示，其计算公式如下：ϵ=(Q实际传递的热量)/(Q理论上最大可能传递的热量)3.影响传热效率的因素3.1温度差温度差是影响传热效率的重要因素之一。

传热速率与温度差成正比，当温度差增大时，传热速率也随之增加，从而提高传热效率。

3.2流体性质流体的性质，如热导率、比热容等，对传热效率也有显著影响。

热导率越大、比热容越小的流体，其传热效率通常较高。

3.3流体流速流体流速是影响传热效率的关键因素之一。

较高的流速可以增加传热面与流体的接触频率，提高传热效率。

3.4换热面积换热面积是列管式换热器传热效率的重要影响因素。

换热面积越大，传热面与流体的接触面积就越大，传热效率也就提高。

3.5温差分布温差分布是影响传热效率的难点之一。

由于流体在管道内的流速和温度分布不均匀，导致热量无法完全传递，从而影响传热效率。

4.提高传热效率的方法4.1优化设计在列管式换热器的设计过程中，可以通过合理选择换热面积、优化管道布局等方式，提高传热效率。

4.2流体流速控制通过控制流体的流速，可以增加传热面与流体的接触频率，提高传热效率。

4.3温度分布均匀合理调整流体流速和温度分布，可以减小温差分布，提高传热效率。

4.4清洁维护定期对列管式换热器进行清洗和维护，保持换热面的清洁，可以减少污垢对传热的影响，提高传热效率。

结论通过对列管式换热器的传热效率进行分析，我们可以得出以下结论：传热效率受多个因素的共同影响，包括温度差、流体性质、流体流速、换热面积和温差分布等。

列管式换热器计价方式

列管式换热器计价方式1.引言1.1 概述概述部分应该对列管式换热器以及其计价方式进行简要介绍和概述。

可以参考以下内容：概述：列管式换热器作为一种常见的换热设备，在石化、冶金、制药等行业中广泛应用。

它通过内部的管道和外部的壳体进行热交换，实现了不同流体之间的热量传递。

由于其结构简单、传热效率高等优点，列管式换热器在各个领域中都得到了广泛应用。

计价方式是指在列管式换热器的设计、生产和使用过程中，对其进行计价和评估的方法和标准。

对于列管式换热器的计价方式，常常涉及到设计参数的确定、材料成本的评估以及生产过程的考虑等方面。

在计价方式中，一般会考虑到列管式换热器的规格、材料成本、制造工艺以及运行维护成本等因素。

通过对这些因素的分析和比较，可以得出适合实际情况的计价方式，从而对列管式换热器的成本进行合理评估。

合理的计价方式不仅可以为企业在换热器设计和采购时提供参考依据，还可以为企业节约成本、提高经济效益提供支持。

因此，对列管式换热器计价方式的研究对于促进其应用和发展具有重要意义。

本文将介绍列管式换热器的基本原理和常见的计价方式，并对其应用前景进行展望，以期为相关领域的研究和实践提供参考和启发。

1.2 文章结构文章结构是指文章的组织框架，它可以帮助读者更好地理解和掌握文章的内容。

本文的结构主要包括以下几个部分：1. 引言部分：介绍文章的背景和目的，概述列管式换热器计价方式的重要性和应用前景。

2. 正文部分：详细介绍列管式换热器的基本原理和计价方式。

列管式换热器是一种常见的热交换设备，采用管束内外介质的对流和传导换热，广泛应用于工业生产和能源领域。

计价方式是指对列管式换热器进行经济评估和成本计算的方法，包括固定成本、可变成本、折旧费用、维修费用等因素的考虑。

3. 要点1：详细介绍列管式换热器计价方式的具体要点。

可以包括成本评估的指标和方法、换热器的设计和选型、材料和工艺的选择等方面内容。

通过对这些要点的分析和讨论，可以帮助读者更好地理解和应用列管式换热器计价方式。

化工设备课件列管式换热器PPT课件

材料选择
高温材料
对于高温工况，选择耐高温、抗氧化、抗腐蚀的材料，如不锈钢、镍基合金等。
腐蚀性介质
对于腐蚀性介质，选择耐腐蚀、防腐蚀的材料，如钛合金、聚四氟乙烯等。
低温材料
对于低温工况，选择耐低温、抗脆化的材料，如铝合金、铜合金等。
压力容器材料
根据压力需求，选择具有足够强度和稳定性的材料，如碳钢、低合金钢等。
建立设备维修与保养记录，便于追踪设备运行状况和及时发现潜在问题。
05
列管式换热器的故障诊断与处理
常见故障及原因
列管堵塞
由于列管内壁结垢、腐蚀或异物堵塞等原因，导致传热效率下降。
列管破裂
由于列管材质缺陷、焊接质量差或使用过程中受到过大的压力或温度波动，导致列管破裂。
热效率低
由于传热面积不足、传热介质流量不足或传热温差过小等原因，导致换热器热效率低下。
特点
结构紧凑、传热效率高、适应性强、操作定、可处理高热量和腐蚀性介质等。
工作原理
01
热流体通过列管内部，被加热或冷却的流体在列管外部流动，通过列管壁进行热量交换。
02
热量通过列管壁从热流体传递到被加热或冷却的流体，实现热量交换。
类型与结构
固定管板式
管板与壳体焊接在一起，结构简单，适用于壳程压力不高、
03
列管式换热器设计
设计参数
传热面积
根据工艺要求，计算所需的传热面积，确保热量交换的效率和效果。
传热效率
选择合适的传热方式，如导热、对流、辐射等，以提高传热效率。
压力等级
根据工艺压力需求，选择合适的压力等级和耐压材料，确保设备安全。
温度范围
根据工艺温度需求，选择耐温材料和结构，确保设备在规定的温度范围内工作。

化工原理课程设计---列管式换热器的设计

化工原理课程设计---列管式换热器的设计列管式换热器是一种常用的换热器类型，其结构简单、传热效率高、维修方便等优点使其在工业生产中得到广泛应用。

该换热器由多个平行排列的管子组成，热流体和冷流体分别流过管内外，通过管壁传递热量，实现热量交换。

根据不同的流体流动方式，列管式换热器又可分为纵向流式和横向流式两种形式。

其中，横向流式换热器传热效率更高，但结构较为复杂，维修难度较大，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。

浮头式换热器的特点是管板和壳体之间没有固定连接，只有一个浮头，管束和浮头相连。

浮头可以在壳体内自由移动，以适应管子和壳体的热膨胀。

这种结构适用于温差较大或壳程压力较高的情况。

但是，由于管束和浮头的连接是松散的，因此需要注意防止泄漏。

U型管式换热器：U型管式换热器的管子呈U形，两端分别焊接在管板上，形成一个U型管束。

壳体内的流体从一端进入，从另一端流出，管内的流体也是如此。

这种结构适用于流体腐蚀性较强的情况，因为管子可以很容易地更换。

多管程换热器：多管程换热器是将管束分成多个组，每组管子单独连接到管板上，形成多个管程。

这种结构可以提高传热效率，但也会增加流体阻力。

因此，需要根据具体情况来选择多管程的数量。

总之，列管式换热器是一种广泛应用于化工及酒精生产的换热器。

不同的结构适用于不同的工艺条件，需要根据具体情况来选择合适的换热器。

在使用过程中，需要注意保养和维护，及时清洗和更换损坏的部件，以保证换热器的正常运行。

换热器的一块管板与外壳用法兰连接，另一块管板不与外壳连接，这种结构称为浮头式换热器。

浮头式换热器的优点是管束可以拉出以便清洗，管束的膨胀不受壳体约束，因此在两种介质温差大的情况下，不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。

但其缺点是结构复杂，造价高。

填料式换热器的管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也较低。

但壳程内介质有外漏的可能，因此不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

列管式换热器的工作原理

列管式换热器的工作原理
列管式换热器工作原理：
列管式换热器是一种常见的换热设备，通过在列管内流动的两种不同温度的流体之间进行热传递。

它由一组管子（通常为圆柱形）组成，这些管子被安装在一个容器内。

其中一个流体进入管子（通常称为管束）的一侧，另一个流体则从管子的外部流过。

两个流体之间的热传递是通过管子的壁面完成的。

列管式换热器的工作原理可以分为平行流和逆流两种情况：
1. 平行流：在平行流情况下，两个流体的流动方向是相同的，即它们在整个换热器中的流动方向都是一致的。

这种情况下，热量从热源流体通过管壁传递给冷源流体。

由于两个流体之间有较大的温度差异，热量可以通过管壁迅速传递，使得冷源流体的温度迅速升高，而热源流体的温度迅速降低。

2. 逆流：在逆流情况下，两个流体的流动方向相反，即它们分别从两个不同的端口进入换热器，并在另一端口排出。

这种情况下，热量从热源流体通过管壁传递给冷源流体，同时也有部分热量从冷源流体传递给热源流体。

逆流情况下，热量传递效率较高，因为两个流体在整个换热器中都以最大的温差进行热传递。

无论是平行流还是逆流，列管式换热器通过增大交换管的数量和表面积，增加热交换效果。

此外，还可以通过改变流体的流
速、调整管束的排列方式等方式来优化列管式换热器的工作性能。

列管式换热器的典型制造工艺

的圆度线度 Dmax-Dmin
•
线
DN
• 要求更<
表 2- 23。
<4.5mm
1格000)。L 且对壳•体的内<
<6mm
差 00 )L 同一断面上的直径差列于
表2 - 2 3
壳体同一断面上的直径差
壳体内径过大或圆度误差会引起壳程介质短路而降低换热效率。壳体的直线度误差会影响管束的抽装，对其要求列于表 2-24。
表 2-24 壳体的直线度要求
2. 管板
管板的作用是固定管子的。一般采用 Q235、20等碳素钢和16Mn、15MnV 等低合金钢制作；可以用锻件或热轧厚钢板作坯料，当管板的厚度较大时，原则上使用锻件，因为钢板愈厚，其轧压比愈小，钢板内部缺陷存在的可能性愈大。管板是典型的群孔结构，单孔质量会影响管板的整体质量，所以孔加工方法的选择至为重要。群孔加工有下列方法：
2-26。
3. 折流板
下图为最常用的 20%DN 圆缺高度的弓形折流板，为保证加工精度和效率，常将圆板坯以 8～10 块为一叠进行钻孔和切削加工外圆，折流板孔的允许偏差列于表 2-26。
4. 管子
换热器的管表面就是传热面积。常用管子外径 10~57 (mm)；其长度一般用 2000 、 3000 、6000(mm)等。管子应作下列试验：以管子数的 5％，且不少于 2 根作力、硬度和扩口等抽样检验；进行水压试验（试验压力为设计压力的(1.5 2)倍，合格者才可使用。
列管式换热器的典型制造工艺
制作人：Leo
1
目录
一、列管式换热器简介 1、壳体 2 、管板 3 、折流板 4 、管子
二、列管式换热器组装工艺三、列管式换热器工艺流程

列管式换热器(设计举例)

三、平均传热温差
平均传热温差是换热器的传热推动力。其值不但和流体的进出口温度有关，而且还与换热器内两种流体的流型有关。对于列管式换热器，常见的流型有三种：并流，逆流，和折流
对于并流和逆流，平均传热温差均可用换热器两端流体温度的对数平均温差表示，即：
《列管式换热器》
t m t1 t 2 t ln 1 t 2
R
热流体的温降 T1 T2 冷流体的温升 t 2 t1 t t 冷流体的温升 1 2 两流体最初温差 T1 T2
(1—13 a )
P
式中
(1—13 b )
T1、T2 — 热流体进、出口温度， ℃； t1、t 2 — 冷流体进、出口温度， ℃.
《列管式换热器》
第- 称为管心距。管心距的大小主要与传热管和管板的连接方式有关，此外还要考虑到管板强度和清洗管外表面时所需的空间。传热管和管板的连接方法有胀接和焊接两种，当采用胀接法时，采用过小的管心距，常会造成管板变形，而采用焊接法时，管心距过小，也很难保证焊接质量，因此管心距应有一定的数值范围。一般情况下，胀接时，取管心距 t 1.3～1.5d 0 ；焊接时，取 t 1.25d 0 ( d 0
共 37页
一般要求 t 的值不得低于 0.8，若低于此值，当换热器的操作条件略有变化时， t 的变化较大，使得操作极不稳定。 t 小于 0.8 的原因在于多管程换热器内出现温度交差或温度逼近。在这种情况下，应考虑采用多壳程结构的换热器或多台换热器串联来解决。所需的壳程数或串联的换热器的台数可按下述方法确定：首先，在坐标纸上作 Q ～ T 和 Q ～ t 线，由热衡算方程知，若两流体的热容量流率不变则
《列管式换热器》
第- 1 -页

列管式换热器

列管式换热器列管式换热器是一种常见的换热设备，通常用于多种工业领域，如化工、石油、电力、制药等。

它的工作原理是通过将一个或多个管道（称为管子）插入一个外壳中，并使热交换流体通过管子和壳体之间流动，以实现热量的传递。

设计举例：化工厂中的列管式换热器。

工艺要求：1.热源介质为低温烟气（300℃，2000Nm³/h）。

2.冷却介质为水（20℃，1000L/h）。

3.需要达到的换热效果：烟气温度降低到200℃以下。

设计步骤：1.确定换热面积：根据热负荷计算，烟气的热负荷（Q）为：Q = mcΔT其中，m为烟气质量流量，c为烟气比热容，ΔT为烟气温度差。

在本例中，m为2000Nm³/h，c取1000J/(kg·℃)，ΔT为300℃。

另外，换热器的换热系数（U）可以根据实际情况选择一个合适的数值。

假设U为1000W/(m²·℃)。

根据换热方程，换热面积（A）可由以下公式计算：Q = UAΔTlm其中，ΔTlm为对数平均温差，可根据进出口温度计算得到。

综上所述，可以计算得到所需的换热面积。

2.确定管子数量和布局：根据换热面积和设计要求，可以确定所需管子的数量和布局。

通常情况下，管子的数量选择为偶数，并且可以采用等间距布置。

3.材料选择：根据介质的性质和工艺要求，选择合适的材料用于制作管子和壳体。

常用的材料有不锈钢、镍合金、铜等。

4.热力设计：根据所需传热量、管子数量和进出口温度等参数，计算出每根管子的传热量。

同时，根据流体的流动参数，确定管子的直径和管道内流速。

一般情况下，可以保持流速在1-3m/s之间。

5.结构设计：根据换热器的实际需求和工艺要求，设计并确定壳体内部的分隔板、支撑杆等结构。

这些结构可以增强换热效果和传热效率，并帮助流体均匀分布。

6.安全设计：在列管式换热器的设计中，需要考虑各种安全因素，如压力、温度和泄漏等。

可以通过安全阀、温度控制器和泄漏检测器等装置来保障设备的安全运行。

什么是列管式换热器

什么是列管式换热器?列管式换热器主要由壳体、管束、管板(又称花板)和顶盖(又称封头)等部件构成。

管束安装在壳体内，两端用胀接或焊接方式固定在管板上，两种流体分别流经管内外进行换热。

水流经管内的称为管程水冷却器，流经管外的称壳程水冷却器。

为提高流体的流速常在壳程设折流挡板。

常用挡板有两种：圆缺形(也称弓形)和交替排列的环形及圆盘形。

目前广泛使用的列管式换热器主要有以下几种。

(1)固定管板列管式换热器见图5-1-17及图5-1-18。

两端管板是和壳体连为一体的。

其特点是结构简单，适用于管内外温差小、管外物料较清洁、不易结垢的情况。

管内外温差大于50℃时，因壳体和管束的热膨胀程度不同，可能将管子拉弯或拉松，损坏换热器。

这时如壳体承受压力不太高，则可采用在壳体上具有补偿圈(或称膨胀节)的固定管板式换热器。

管内流体通过一程管束就流出的称单程换热器，如图5-1-17。

有时为提高管内流体的流速，可设计成双程、四程或六程换热器。

如图5-1-18为双程换热器，流体通过第一程后，再折回，流过第二程管束后才流出。

(2)浮头列管式换热器见图5-1-19。

该种换热器一端的管板不与壳体相连，便于自由伸缩。

适用于管内外温差较大、需常拆卸清洗的情况。

其结构较复杂。

(3)U形列管式换热器见图5-1-20。

该种换热器只有一端设管板，U形管的两端分别装在管板两侧，封头用隔板隔成两室，管子可以自由伸缩。

其结构比浮头式简单，化工厂中常见。

列管式水冷却器几乎是最常见的型式。

与前几种型式相比，其单位体积所能提供的传热面积要大得多，传热效率高，结构紧凑、坚固、能选用多种材质，可以用于高温、高压的大型装置。

列管式换热器原理

列管式换热器原理1. 概述列管式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源领域。

它通过将热源与工作介质在管道内进行热量传递，实现冷热能的交换和热能的再利用。

2. 基本元件列管式换热器主要由以下几个基本元件组成：•热介质管道：用于传递热介质的管道系统，通常包括多个互相平行布置的管道。

•管板：将热介质管道连接起来的平面结构，通常由金属材料制成。

•管束：由管板上众多的管道组成的整体，常用于大规模的换热器中。

•外壳：覆盖在换热器外部，用于保护和固定换热器内部元件。

3. 工作原理列管式换热器的工作原理可以简述为：通过将热源流体和工作介质流体分别流经管道内和管道外侧，实现热量的传递。

具体而言，工作介质进入管道中，在管道内部产生了一个相对较高的温度，此时热源流体从管子外部流经，由于温差的存在，热量会通过管材传递到工作介质中。

在这个过程中，热量的传递主要依靠以下几种方式：•对流：热源流体与管道壁面之间发生对流传热，即热源流体与管道壁面相互作用，通过流体对流而传递热量。

•导热：热源流体与管材之间通过导热方式传递热量，即热量沿管道壁面传导。

•辐射：热源流体与管子内部之间通过辐射方式进行热量传递，即通过热辐射将热量传递给工作介质。

这些传热方式在列管式换热器中同时存在，相互作用，从而实现了高效的热量传递。

4. 流体流动方式在列管式换热器中，流体的流动方式对于传热效果起着重要的影响。

常见的流动方式有两种：•串行流动：工作介质和热源流体在换热器内部依次流过，两者之间没有直接的接触。

这种流动方式通常适用于温差较小的情况，传热效果相对较差。

•平行流动：工作介质和热源流体在换热器内部同时流动，流体之间实现了直接的接触。

这种流动方式通常具有较高的传热效果，适用于高温差的情况。

流体的流动方式可以通过换热器设计和操作参数来控制和调节，以实现最佳的传热效果。

5. 换热器效能列管式换热器的效能是衡量其传热效果的重要指标，可以通过换热器的热负荷和传热面积来计算。

列管式换热器的结构

列管式换热器的结构列管式换热器（Shell and Tube Heat Exchanger），也称为壳程换热器，是一种常见的热交换设备。

它由一个外壳和装在壳体内的一系列管子组成。

外壳和管子之间通过密封结构连接在一起，使流体在外壳和管子之间进行热交换。

下面就是列管式换热器的详细结构。

1. 外壳（Shell）：列管式换热器的外壳通常呈圆柱形状，由承受压力的金属材料制成。

外壳中有一个进料口和一个出料口，用于将流体引入和引出。

2. 管束（Tube Bundle）：管束是列管式换热器的关键部件，由一系列平行排列的管子组成。

管子通常是圆形的，有各种不同的材料可供选择，如钢、不锈钢、铜、铝等。

管束的一端通常固定在壳体内，另一端可以自由伸缩，以允许管子在温度变化时扩张和收缩。

3. 管板（Tube Sheet）：管束的两端通常与管板相连接。

管板是一个厚实的金属板，上面有一系列与管子外径相匹配的孔。

管子通过这些孔插入管板，形成与壳内空间隔离的管侧和壳侧。

4.密封结构：为了确保流体只在管侧和壳侧之间进行热交换，列管式换热器必须具有有效的密封结构。

一种常见的密封结构是在管板和壳体之间使用防泄漏垫片。

这种垫片可以防止流体从壳侧泄漏到管侧或反之。

密封结构还可以包括密封垫圈、止推垫片等。

5.弹性支撑装置：由于温度变化等原因，管束会发生径向或轴向的热胀冷缩。

为了允许管束自由伸缩，列管式换热器通常配备了弹性支撑装置。

这些装置可以是弹簧、法兰或其他形式的支撑装置，以保证管束在应力范围内自由伸缩。

6.管侧流体通道：当流体通过管侧流通时，流体会在管子内部进行热交换。

管侧流体通道由一系列管子组成，管子通常是平行排列的。

流体进入管侧流道后，在管子内部形成一种交叉流或平行流形式，与壳侧的流体进行热交换。

7.壳侧流体通道：当流体通过壳侧流通时，流体会在管束外部进行热交换。

壳侧流体通道由管束外壳内的空间组成，流体在该空间内流动。

壳侧流体可以是单相流体，也可以是多相流体（如汽液两相流），流体通常以横向或纵向的方式流动。

列管式换热器

可以自由伸缩。而与其他管子和壳体均无关。这种换热器结构比浮头式简单，重量轻，但管程不易清洗，只适用于洁净而不易结垢的流体，如高压气体的换热。
2、板式换热器
1）夹套式换热器夹套式换热器式最简单的板式换热器，它是在容器外
壁安装夹套制成，夹套与容器之间形成的空间为加热介质或冷却介质的通路。这种换热器主要用于反应过程的加热
பைடு நூலகம்
（2）浮头式换热器浮头式换热器的特点是有一端管板不与外壳连为一体，可以沿轴向自由浮动。这种结构不但完全消除了热应力的影响，且由于固定端的管板以法兰与壳体连接，整个管束可以从壳体中抽出，因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应用较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。（3）U型管式换热器
U型管式换热器每根管子都弯成U型，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室。这样，每根管子
螺旋板换热器的主要缺点是：（1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。（2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器优点：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性

列管式换热器

目录：1.概述2.管程结构3.设计步骤4.传热计算主要公式5.列管式换热器的设计计算【概述】换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

英语翻译：heat exchanger换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。

在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。

换热器的分类比较广泛：反应釜压力容器冷凝器反应锅螺旋板式换热器波纹管换热器列管换热器板式换热器螺旋板换热器管壳式换热器容积式换热器浮头式换热器管式换热器热管换热器汽水换热器换热机组石墨换热器空气换热器钛换热器换热设备，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。

它可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、钽、锆等金属材料制成。

但是用石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的有易碎、体积大、导热差等缺点，用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器价格过于昂贵，不锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并产生晶间腐蚀。

在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。

这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。

随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。

为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。

完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。

换热器不得在超过铭牌规定的条件下运行。

应经常对管，壳程介质的温度及压降进行监督，分析换热管的泄漏和结垢情况。

管壳式换热器就是利用管子使其内外的物料进行热交换、冷却、冷凝、加热及蒸发等过程，与其他设备相比较，其余腐蚀介质接触的表面积就显得非常大，发生腐蚀穿孔结合处松弛泄漏的危险性很高，因此对换热器的防腐蚀和防泄漏的方法也比其他设备要多加考虑，当换热器用蒸汽来加热或用水来冷却时，水中的溶解物在加热后，大部分溶解度都会有所提高，而硫酸钙类型的物质则几乎没有变化。

列管式换热器的计算

列管式换热器的计算列管式换热器是一种常见的热交换设备，用于将热量从一个流体传递给另一个流体。

它由一组管子和外壳组成，热量通过管壁传递。

在设计或计算列管式换热器时，需要考虑各种参数和因素。

下面将详细介绍列管式换热器的计算方法。

首先，需要确定列管式换热器的传热面积。

传热面积影响热量传递的效率，可以通过以下公式计算：A=n×π×D×L其中：A表示传热面积（m2）n表示管子数量D表示管子外径（m）L表示管子长度（m）然后，需要计算每个管子的传热系数。

传热系数表示单位面积上的传热量，可以通过以下公式计算：U=(1/(1/h_i+δ_i/k_i+1/h_o))其中：U表示总传热系数（W/(m2·K)）h_i表示内壁对流传热系数（W/(m2·K)）δ_i表示管壁导热系数（W/(m·K)）k_i表示管壁导热系数（W/(m·K)）h_o表示外壁对流传热系数（W/(m2·K)）对流传热系数可以通过经验公式、实验或计算获得。

管壁导热系数可以根据管材的材料及厚度获得。

接下来，需要计算传热器的热负荷。

热负荷表示单位时间内流体传递的热量，可以通过以下公式计算：Q=m×Cp×ΔT其中：Q表示热负荷（W）m 表示流体的质量流量（kg/s）Cp 表示流体的定压比热容（J / (kg·K)）ΔT表示流体进出口温度的温差（K）最后，需要计算传热器的温度差。

温度差表示流体进出口温度之间的差距，可以通过以下公式计算：ΔT = (T_i - T_o) / ln(T_i / T_o)其中：ΔT表示温度差（K）T_i表示进口温度（K）T_o表示出口温度（K）根据以上公式，可以计算出列管式换热器的传热面积、传热系数、热负荷和温度差。

这些参数和结果对于合理设计和选择列管式换热器非常重要。

列管式换热器的设计和选用

ft :
管程结垢校正系数，对三角形排列取1.5，正方形排列取1.4
Pt
N
3 P
改变管程数，应兼顾传热与流体压降两方面的损失
Pt P允必须调整管程数目重新计算
实例
② 壳程阻力损失
Ps
Ff0 NTC N B
1
N
B
3.5
2B D
fs
u02 2
NB : 折流板数目 NTC : 横过管束中心线的管子数 B: 折流板间距 D: 壳体内径
一、列管式换热器的选用原则
1. 冷、热流体流动通道的选择的一般原则 a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。 b) 腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。 c) 压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。 d) 饱和蒸汽宜走壳程，因饱和蒸汽比较清洁，表面传热系数与流速无关，而且冷凝液容易排出。 e) 流量小而粘度大（）的流体一般以壳程为宜，因在壳程 Re>100即可达到湍流。但这不是绝对的，如流动阻力损失允许，将这类流体通入管内并采用多管程结构，亦可得到较高的表面传热系数。 f) 若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将表面传热系数大的流体通入壳程，以减小热应力。 g) 需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。
二.设计步骤
1.计算换热器的热通量
2.作出适当的选择并计算 t m 3.根据经验估计传热系数K估，计算传热面积 A
4.计算冷、热流体与管壁的
5.压降校核 6.计算传热系数，校核传热面积
1.计算换热器的热通量
根据已知条件 T1 、T2 、Cp1 、Cp2、qm1 ，求Q
Q qm1C p1 T1 T2
R2
λ－管壁导热系数，W/m.℃；

化工原理课程设计列管式换热器

缺陷: 1)在管子旳U型处易冲蚀，应控制管内流速; 2)管程不合用于结垢较重旳场合;
可用旳场合:
1)管程走清洁流体;
2)管程压力尤其高;
3)管壳程金属温差很大,固定管板换热器连设置膨胀节都无法满足要求旳场合.
2、流动空间旳选择
3、流速旳拟定
4、流动方式旳选择
除逆流和并流之外，在列管式换热器中冷、热流体还能够作多种多管程多壳程旳复杂流动。当流量一定时，管程或壳程越多，表面传热系数越大，对传热过程越有利。但是，采用多管程或多壳程必造成流体阻力损失，即输送流体旳动力费用增长。所以，在决定换热器旳程数时，需权衡传热和流体输送两方面旳损失。
5、流体出口温度旳拟定
若换热器中冷、热流体旳温度都由工艺条件所要求，则不存在拟定流体两端温度旳问题。若其中一流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来拟定。例如用冷水冷却一热流体，冷水旳进口温度可根据本地旳气温条件作出估计，而其出口温度则可根据经济核实来拟定：为了节省冷水量，可使出口温度提升某些，但是传热面积就需要增长；为了减小传热面积，则需要增长冷水量。两者是相互矛盾旳。一般来说，水源丰富旳地域选用较小旳温差，缺水地域选用较大旳温差。但是，工业冷却用水旳出口温度一般不宜高于45℃，因为工业用水中所含旳部分盐类（如CaCO3、CaSO4、 MgCO3和MgSO4等）旳溶解度随温度升高而减小，如出口温度过高，盐类析出，将形成传热性能很差旳污垢，而使传热过程恶化。假如是用加热介质加热冷流体，可按一样旳原则选择加热介质旳出口温度。
取管长应根据出厂旳钢管长度合理截用。我国生产系列原则中管长有1.5m，2m， 3m，4.5m，6m和9m六种，其中以3m和 6m更为普遍。同步，管子旳长度又应与管径相适应，一般管长与管径之比，即L/D约为4～6

列管式换热器工作原理

列管式换热器工作原理
列管式换热器是一种常见的换热设备，用于热能传递和温度调节。

其工作原理如下：
1. 热传递介质流动：在列管式换热器中，热传递介质（通常是液体或气体）通过一个管道系统流动。

当热传递介质从一个端口进入换热器时，它沿着管道流动，与管外的冷传递介质进行热交换。

2. 传热过程：当热传递介质流经管道时，其温度高于冷传递介质。

热传递介质的热量通过管壁传递给冷传递介质，使其温度升高。

这种热量传递的过程称为传热。

3. 管壁传导热阻：换热器的管壁是热传递的一个重要界面。

当热量通过管壁时，会受到管壁的传导热阻的影响。

传导热阻取决于管材的导热性能和管壁厚度。

4. 流体动力学特性：除了简单的传热过程外，列管式换热器还受到流体动力学特性的影响。

流体会在管道中发生摩擦、湍流或层流等现象，这会影响换热器的传热效率。

总的来说，列管式换热器通过传热介质在管内和管外之间的热量传递，实现不同温度流体之间的热量交换。

它在工业生产和生活中具有广泛的应用，例如汽车散热器、空调系统和石油化工设备等。

列管式换热器设备工艺原理

列管式换热器设备工艺原理一、概述列管式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于化工、医药、食品、能源等领域。

该设备的工艺原理是利用壁面上的传热孔道将流体中的热量传递给另外一侧的流体，以实现两侧流体温度的变化。

本文将介绍列管式换热器的基本概念、工艺原理以及常见应用。

二、列管式换热器的基本结构列管式换热器由管束、弹板箱和固定管板等组成。

其中管束是由多根金属管子组成的，可以分成U型管、臂式管等几种形式。

弹板箱是指用弹性材料制作的箱子，由弹性材料的自身弹性质量能够使管束与箱体之间处于一定的紧密接触状态。

此外，固定管板用来固定管束，也可以使流体在管束内的传热均匀分布，从而提高传热效率。

三、列管式换热器的工艺原理列管式换热器的工艺原理基于摩尔爵士定律，即两种流体之间的热量传递与其热容量、温度差和传热面积有关。

在列管式换热器中，两种流体通过管束内外流动，而管壁则成为两种流体之间的传热面积。

热量从高温流体向低温流体流动，高温流体温度降低，低温流体温度升高，直到达到热平衡。

此过程中，两种流体之间的换热量可以通过如下公式核算：Q=U×ΔT×S 其中Q表示换热量，U表示总传热系数，ΔT表示两种流体之间的温差，S表示传热面积。

总传热系数U包括内壁传热系数hi、壁的热传递系数λ和外壁传热系数ho三部分，在列管式换热器中，由于管材是金属材料，散热性能足够好，因此λ很小，可以忽略不计。

此外，U值的计算还需要考虑流体的性质、流量、管道材质以及管间距等多种因素。

四、列管式换热器的应用列管式换热器被广泛应用于化工、医药、食品、能源等行业中，常见的应用场景包括：1. 快速冷却定向快速冷却可以提高产品的效率、提升产品的质量。

列管式换热器可以快速将产品内部的热量散发出来，同时保证温度的均匀分布，因此常用于温度敏感的产品冷却。

2. 温度回收列管式换热器还可以用来回收高温流体的热量，将其用于低温流体的加热，以减少能源浪费，提高节能效率。

管壳式换热器(列管式换热器)

2）、工程标准
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
3）、相关标准图
05R103 热交换站工程设计施工图集
01S122-1～10水加热器选用及安装
③ U型管换热器每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。
非金属材料换热器化工生产中强腐蚀性流体的换热，需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金属材料制作管壳式换热器。这类换热器的换热性能较差，只用于压力低、振动小、温度较低的场合。
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管壳式换热器类型
由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：
3）、各类阀门和仪表的安装高度应便于操作和观察。
4）、加热器上部附件（一般指安全阀）的最高点至建筑结构最低点的垂直净距应满足安装检测的要求，并不得小于0.2m。
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4、执行标准
1）、产品标准
《管壳式换热器》GB151-1999
《导流型容积式水加热器和半容积式水加热器(U型管束)》CJ/T 163-2002
流道的选择进行换热的冷热两流体，按以下原则选择流道：①不洁净和易结垢流体宜走管程，因管内清洗较方便；②腐蚀性流体宜走管程，以免管束与壳体同时受腐蚀；③压力高的流体宜走管程，以免壳体承受压力；④饱和蒸汽宜走壳程，因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关,且冷凝液容易排出；⑤若两流体温度差较大,选用固定管板式换热器时，宜使传热分系数大的流体走壳程，以减小热应力。